新研究揭示蛇頸龍是如何游泳的

2025-11-26 15:37:07 分類：熱點(diǎn) 閱讀(61)

新研究揭示蛇頸龍是如何游泳的
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：生活在大約2.1億年前的蛇頸龍，以一種不尋常的究揭頸龍方式適應(yīng)了水下生活：它們的前肢和后肢隨著時(shí)間的推移演變成了四個(gè)統(tǒng)一的、類似于翅膀的示蛇寧波外圍（外圍上門）外圍預(yù)約（微信181-8279-1445）提供高端外圍上門真實(shí)靠譜快速安排不收定金見人滿意付款腳蹼。Anna Krahl博士在她的何游論文中研究了它們?nèi)绾卫盟鼈冊(cè)谒杏斡荆男卵姓撐挠刹欞敔柎髮W(xué)和波恩大學(xué)監(jiān)督。
Anna通過使用工程中經(jīng)常使用的究揭頸龍有限元法，部分證明了扭動(dòng)腳蹼對(duì)前進(jìn)運(yùn)動(dòng)至關(guān)重要。示蛇利用骨骼、何游肌肉模型和肌肉的新研重建，她能夠重現(xiàn)運(yùn)動(dòng)序列。究揭頸龍她的示蛇研究結(jié)果最近發(fā)表在《PeerJ》雜志上。
蛇頸龍是何游寧波外圍（外圍上門）外圍預(yù)約（微信181-8279-1445）提供高端外圍上門真實(shí)靠譜快速安排不收定金見人滿意付款鰭龍目的成員，通常被稱為“劃水蜥蜴”，新研是究揭頸龍一群重新適應(yīng)了水中生活的有尾動(dòng)物。它們大約生活2.1億年前的示蛇三疊紀(jì)晚期，與恐龍共存，并在白堊紀(jì)末期消亡。
蛇頸龍的特點(diǎn)是它們通常有超長(zhǎng)的脖子和很小的頭；薄片龍甚至有所有脊椎動(dòng)物中最長(zhǎng)的脖子。另一方面，也有巨大的掠食性類型，具有短的脖子和巨大的頭骨。頸部與水滴形、水動(dòng)力良好的身體相聯(lián)系，在所有的蛇頸龍中都有明顯的縮短。
“在進(jìn)化過程中，前肢轉(zhuǎn)變?yōu)轭愃瞥岚虻哪_蹼是比較常見的，例如在海龜中。然而，后肢進(jìn)化成一個(gè)幾乎相同的看起來(lái)像機(jī)翼的翅膀的情況從未發(fā)生過，”Anna Krahl解釋說(shuō)，她的博士論文由Martin Sander 教授（波恩大學(xué)）和Ulrich Witzel 教授（波鴻魯爾大學(xué)）指導(dǎo)。
例如，海龜和企鵝都有腳蹼。120多年來(lái)，脊椎動(dòng)物古生物學(xué)的研究人員一直困惑于多足動(dòng)物如何用這四只“翅膀”來(lái)游泳。他們是否像淡水龜或鴨子一樣劃水？它們是否像海龜和企鵝一樣在水下潛行？還是像現(xiàn)代的海獅或豬鼻龜那樣把水下潛行和劃水結(jié)合起來(lái)？目前還不清楚前后兩只腳蹼是統(tǒng)一拍打，還是對(duì)立拍打，還是相位不齊。
Anna Krahl幾年來(lái)一直在研究蛇頸龍的身體結(jié)構(gòu)。她在波恩大學(xué)Goldfuß博物館展出的一副完整的骨架上檢查了中侏羅紀(jì)時(shí)期（大約1.6億年前）的雙殼類動(dòng)物Cryptoclidus eurymerus的肩部和骨盆腰部的骨頭、前腳掌和后腳掌以及肩關(guān)節(jié)面。蛇頸龍的肘關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、手關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)都是僵硬的，但肩關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)和手指關(guān)節(jié)是正常的。
Krahl在總結(jié)她的一篇初步論文時(shí)說(shuō)：“將它們與現(xiàn)代海龜進(jìn)行比較的分析，并基于對(duì)它們游泳過程的了解，表明蛇頸龍動(dòng)物可能無(wú)法像劃水所需的那樣旋轉(zhuǎn)它們的腳蹼。劃水主要是一個(gè)來(lái)回運(yùn)動(dòng)，利用水的阻力向前移動(dòng)。”
另一方面，蛇頸龍的鰭狀肢運(yùn)動(dòng)的首選方向是上下運(yùn)動(dòng)，正如水下飛行器用來(lái)產(chǎn)生推進(jìn)力一樣。問題是，蛇頸龍如何能夠最終扭轉(zhuǎn)它們的腳蹼，將它們置于一個(gè)水動(dòng)力有利的位置，并在不圍繞縱軸旋轉(zhuǎn)上臂和大腿的情況下產(chǎn)生提升。
"這可以通過圍繞其長(zhǎng)軸扭轉(zhuǎn)腳蹼的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，"Anna Krahl說(shuō)。"其他脊椎動(dòng)物，如棱皮龜，也被證明可以利用這種運(yùn)動(dòng)通過升力產(chǎn)生推進(jìn)力。"例如，扭動(dòng)包括將第一個(gè)手指遠(yuǎn)遠(yuǎn)向下彎曲，最后一個(gè)手指遠(yuǎn)遠(yuǎn)向上彎曲。其余的手指在這些極端的位置上架起橋梁，使鰭狀肢的尖端幾乎垂直，而不需要在肩部或手腕上做任何真正的旋轉(zhuǎn)。
利用今天活著的爬行動(dòng)物對(duì)淺隱龍的前腳掌和后腳掌的肌肉進(jìn)行的重建顯示，蛇頸龍可以主動(dòng)實(shí)現(xiàn)這種腳掌的扭轉(zhuǎn)。除了經(jīng)典模型外，研究人員還制作了淺隱龍的肱骨和股骨的計(jì)算機(jī)斷層掃描，并使用它們來(lái)創(chuàng)建虛擬的三維模型。
Anna Krahl解釋說(shuō)：“這些數(shù)字模型是使用我們從工程學(xué)中借用的方法計(jì)算力的基礎(chǔ)：有限元法。”
所有的肌肉和它們?cè)陔殴呛凸晒巧系母街嵌榷荚谝粋€(gè)有限元法計(jì)算機(jī)程序中得到了虛擬再現(xiàn)，該程序可以模擬生理功能負(fù)荷，例如在建筑部件上以及在假肢上。根據(jù)對(duì)海龜?shù)念愃蒲芯恐械募∪饬α考僭O(shè)，該團(tuán)隊(duì)能夠計(jì)算并可視化每塊骨頭上的負(fù)荷。
在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中，肢體骨骼受到壓縮、拉伸、彎曲和扭轉(zhuǎn)的載荷。“有限元法分析顯示，腳蹼中的肱骨和股骨在功能上主要受到壓縮載荷，而拉伸應(yīng)力的程度要小得多，”Anna Krahl解釋說(shuō)。
“這意味著蛇頸龍通過使用盡可能少的材料來(lái)構(gòu)建其骨骼。只有在包括扭動(dòng)腳蹼的肌肉和包裹骨頭的肌肉時(shí)，才能保持這種自然狀態(tài)。因此，我們可以間接地證明，蛇頸龍為了有效地游泳而扭轉(zhuǎn)它們的腳蹼，”Anna Krahl總結(jié)說(shuō)。
研究小組還能夠計(jì)算出產(chǎn)生上沖和下沖的各個(gè)肌肉的力量。例如，據(jù)了解，兩對(duì)腳蹼的下劃動(dòng)作比上劃動(dòng)作更有力。這與我們今天的海龜相當(dāng)，而與今天的企鵝不同，企鵝的上沖動(dòng)作與下沖動(dòng)作的距離相同。
Anna Krah指出：“蛇頸龍以一種與鯨魚等非常不同的方式適應(yīng)了水中的生活。"這種獨(dú)特的進(jìn)化之路體現(xiàn)了古生物學(xué)研究的重要性，因?yàn)橹挥羞@樣，我們才能領(lǐng)略到進(jìn)化所能帶來(lái)的全部?jī)?nèi)容。”